Dirk Wilken

Einfluß von Iodidkonzentration und -verteilung auf die photochemischen Eigenschaften von AgBr1-xIx-Mikrokristallen

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 15.12.2000

Abstract
Der Einbau von Iodidionen in Silberbromidmikrokristalle beeinflußt entscheidend deren photochemisches Verhalten. Es gibt verschiedene Möglichkeiten Iodidionen in den AgBr-Kristall einzubauen (z.B. statistisch verteilt, strukturiert, durch Konvertierung). Dabei entscheidet die Art der Einbringung wesentlich über Verteilung sowie lokale Konzentration des Iodids und somit auch über Bildung sowie Wirksamkeit von Heteroübergängen. Anhand der Fällungsdaten allein erhält man aber nur ungenügende Informationen über die tatsächliche Iodidtopographie im Kristall.
In der vorliegenden Arbeit werden dementsprechend die ionischen, photoelektrischen und optischen Eigenschaften von realen AgBr1-xIx-Mischkristallen für einen großen Konzentrationsbereich des Iodids in Abhängigkeit von der Art der Einbringung charakterisiert. Das Ziel dieser Untersuchungen ist, Informationen über die reale Verteilung, Konzentration und Wirksamkeit des Iodids in diesen Mischkristallen zu erhalten.
Zur Charakterisierung der Proben werden im wesentlichen Messungen der Tieftemperaturlumineszenz, des dielektrischen Verlustes und der Photo-EMK genutzt. Die Ergebnisse der einzelnen Meßverfahren werden sowohl untereinander als auch mit weiteren zur Verfügung stehenden Daten, wie elektronenmikroskopische Aufnahmen, röntgenographische und Fällungsdaten sowie sensitometrische Angaben, verglichen.
Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse sind von wesentlicher Bedeutung für die praktische Photographie, insbesondere für die Emulsionstechnologie. Es wird gezeigt, daß durch definierten Einbau von Iodidionen in AgBr-Mikrokristalle die Effizienz der Latentbildentstehung deutlich gesteigert werden kann. Durch den Einsatz moderner in situ-Meßverfahren ist es möglich, wesentliche Erkenntnisse über die dabei wirkenden Mechanismen zu gewinnen.

The incorporation of iodide ions into silver bromide microcrystals decisively influences the photochemical behavior of them. There are different possibilities to bring the iodide into the crystal (e.g.: statistically distributed, in determined structures, by conversion). The way of incorporation essentially determines the distribution and local concentration of the iodide and also the formation and effectiveness of heterojunctions. But the distribution calculated from the precipitation data often differs from the real one.
According to this in this work the ionic, the photolectric and the optical properties of real AgBr1-xIx mixed crystals are characterized over a wide range of iodide concentration based on the kind of incorporation. The aim of these investigations is to get information about the real distribution, concentration and effect of the iodide in these mixed crystals.
Measurements of the low temperature luminescence, the dielectric loss and of the photoelectromotoric force are used for characterization of the samples. The results of these measurements are compared and then further compared to data obtained from electronmicroscopic pictures, x-ray diffraction patterns and during the precipitation process.
All the knowledge obtained during this research is very meaningful for practical photography, especially for emulsion technology. It is shown that the efficiency of the latent image formation can be improved by determined incorporation of iodide ions into AgBr-microcrystals. Important information about the reacting mechanisms can be obtained by application of modern in situ measuring methods.

Keywords:
Silberhalogenide, Silberbromoiodid, Silberbromid, Silberiodid, Heteroübergänge, photographische Emulsionen, dielektrischer Verlust, photoelektromotorische Kraft, Tieftemperaturlumineszenz, Sensitometrie

silver halides, silver bromoiodide, silver bromide, silver iodide, heterojunctions, photographic emulsions, dielectric loss, photo elektromotoric force, low temperature luminescence, sensitometry

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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Vereinbarungen (1-2)
2 Einleitung und Aufgabenstellung (3-7)
3 Eigenschaften der Silberhalogenide (8-18)
4 Emulsionsherstellung (19-25)
5 Methodik (26-44)
6 Experimenteller Teil (45-63)
7 Ergebnisse und Diskussion (64-121)
8 Zusammenfassung (122-126)
9 Literaturverzeichnis (127-130)
Übersicht über die Proben mit strukturiertem Kristallaufbau (Ausklappblatt) (100-105)